專利名稱：微機(jī)械衍射相位光柵的制作方法
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)總體涉及微機(jī)械衍射相位光柵，它們用于顯示應(yīng)用時(shí)也稱為光柵光閥。
微機(jī)械相位光柵包括多個(gè)帶狀反射器，這些反射器可以有選擇地偏轉(zhuǎn)到衍射入射光。在一個(gè)具體實(shí)施例中，相位反射器包括平行的帶狀反射器排。如果間隔的反射器排相對(duì)其它反射器向下彎曲，入射光線可以被衍射。
當(dāng)所有的反射器在同一平面中時(shí)，入射光被反射回它自身。通過阻擋沿著與入射光相同路徑返回的光線，黑斑可以在觀察系統(tǒng)中產(chǎn)生。
相反地，當(dāng)間隔反射器偏轉(zhuǎn)時(shí)，衍射光線可以與入射光成一角度，可以繞過使阻擋光線沿著入射光路徑返回的光的阻擋元件。該衍射光線在觀察系統(tǒng)中產(chǎn)生一亮斑。
這樣，有選擇地產(chǎn)生亮斑或黑斑的相位光柵可以被設(shè)計(jì)出。另外，在一些具體實(shí)施例中，也可以產(chǎn)生灰度或顏色變化。
微機(jī)械衍射相位光柵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)問題是它們都形成于硅基底上。這個(gè)基底包括制作在相位光柵下面的其它高價(jià)值元件。因此，如果相位光柵不能適當(dāng)?shù)匦纬桑敲慈康墓杌籽b置就會(huì)被損壞。這就大大增加了產(chǎn)生的問題，因此提高了制造成本。
因此，需要在微機(jī)械相位光柵結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)、不會(huì)使硅晶片成品毀壞的微機(jī)械反射相位光柵形成方法。
圖7表示了與本發(fā)明的一具體實(shí)施例相適應(yīng)的顯示系統(tǒng)。
詳細(xì)描述參照

圖1，微機(jī)械反射相位光柵或光閥10包括一頂板組件12，該組件可以被夾緊或固定在底板組件24上。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，頂板組件12可以包括具有一臺(tái)階部16的透明蓋14。固定到透明蓋14上的是彈性的成行的帶狀反射器18。帶狀反射器18的頂表面可以具有一使其成為反射性的反射涂層20。帶狀反射器18座落在底板組件24上的支撐件22上。
帶狀反射器18的中心區(qū)26可以象片簧一樣偏轉(zhuǎn)。也就是說，反射器18在朝向底板組件24傾斜的情況下，它最終還會(huì)回到如圖1所示的不傾斜位置。
頂板組件12可以使用夾箍(未示出)固定到底板組件24上。底板組件24包括一傳導(dǎo)的底部電極28，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該電極由鎢構(gòu)成。在電極28的下面是絕緣層30，在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，由氧化硅形成。在一具體實(shí)施例中，絕緣層30的下面為硅基底32。硅基底32由具有電子集成器件的晶片形成。例如，基底32可以包括驅(qū)動(dòng)相位光柵10的驅(qū)動(dòng)電路，也可以包括其它如處理器和存儲(chǔ)器的電子器件。
在另一個(gè)實(shí)施例中，頂板組件12可以被牢牢地密封到底板組件24上，例如使用粘結(jié)劑。一惰性氣體可被保存在組件12和24之間的區(qū)域中。作為另外一種變形，蓋14由兩個(gè)分離的件組成，一個(gè)形成臺(tái)階部16，另一個(gè)形成蓋14的其余部分，在一具體實(shí)施例中，這兩個(gè)件粘結(jié)地固定在一起。
由于相位光柵10的結(jié)構(gòu)，頂板組件12相對(duì)于底板組件24獨(dú)立地形成。在這種情況中，如果在與頂板組件12連接過程中出現(xiàn)故障或失誤，只有頂板組件12被放棄或是返工。在這種方法中，加入到底板組件24的價(jià)值，包括大量的不直接涉及相位光柵10的元件，可以被維護(hù)。
因?yàn)榈装褰M件24可以使用傳統(tǒng)的技術(shù)形成，隨后討論的焦點(diǎn)在如圖2-4所示的頂板組件12的形成上。在圖2中，透明蓋14被限定并相對(duì)如圖1的方向被倒置。臺(tái)階16產(chǎn)生一通道，通道被層36填充。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，層36可以是一第一種光刻膠。涂覆層36和臺(tái)階16的是一第二層38。層38也可以是光刻膠。例如，在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，層36和層38可以是正或負(fù)刻膠。在另一具體實(shí)施例中，層36和38其一可以是正刻膠，另一層可以是負(fù)刻膠。
例如使用光刻技術(shù)，如圖3所示，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，通過將層38選擇性地去除，可以限定層36上的隆起或小丘40。例如，小丘40可以被擴(kuò)大以使它們?cè)趯?8的剩余部分被光刻去除之后被增長(zhǎng)。或者，小丘可以不被擴(kuò)大以使它們當(dāng)其它區(qū)域在被光刻去除時(shí)能保持。
接下來，如圖4所示，可變形的或柔軟材料的層23可以在如圖3所示的結(jié)構(gòu)上形成，以制成反射器18。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，層23可以由氮化涂覆形成。在涂覆層23之前，一反射涂層材料27，如一合金鋁，可以被涂覆到層36上。層23形成后，反射涂層材料27優(yōu)先地粘附到層23上。單獨(dú)的反射器18可以以傳統(tǒng)的方式從層23限定。
其后，層36可以被光刻去除。通過反射器1 8中的支撐件22形成槽29(圖1)，反射器18以懸臂的方式排列在槽29上。組件12就完成了，并且可以被倒置固定在一底板組件24上以形成圖1所示的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D5和圖6，相位光柵10以傳統(tǒng)的方式操作。當(dāng)頂板組件12的一部分帶狀反射器18不偏轉(zhuǎn)時(shí)，入射光“B”按照B方向反射回來。如果反射光線被阻擋，結(jié)果是一黑像素。因此，箭頭B和光圖象“A”表示黑像素信息。
相反地，間隔的帶狀反射器18a可以朝向底板組件24偏轉(zhuǎn)，如圖6所示。例如，一適當(dāng)?shù)碾娯?fù)荷穿過傳導(dǎo)底部電極28a可以吸引反射器18a朝向底板組件24。于是，入射光，如C指出的，可以由反射器18和18a之間的柵格產(chǎn)生衍射。電極28可由可替換的元件28a形成，和保持電極28相比有不同的充電。
因此，兩個(gè)衍射波前D和E相對(duì)入射照明C的路徑成角度地產(chǎn)生，由相位光柵效果產(chǎn)生的衍射波前D和E，不被圖5所示實(shí)施例中阻擋反射光線B的阻擋元件(未示出)阻擋。
例如，參照?qǐng)D7，投影系統(tǒng)41可以使用相位光柵10。一白光光源42產(chǎn)生光線“C”，它由棱鏡44反射至透鏡46。透鏡46可以是聚焦透鏡，它將入射光線聚焦到相位光柵10上。在圖6和7中箭頭E和D所示的光線，由光柵10衍射后繞過棱鏡44。光線圖象E和D，穿過一開口48之后，通過透鏡50聚焦到投影屏52上。因此，亮和黑像素區(qū)域的陣列可以被選擇地限定以產(chǎn)生一顯示圖象。
在說明一簡(jiǎn)單的阻擋光線系統(tǒng)的同時(shí)，同樣的技術(shù)可以被應(yīng)用于多色系統(tǒng)和灰度系統(tǒng)。當(dāng)反射器18不偏轉(zhuǎn)時(shí)不偏轉(zhuǎn)的帶狀反射器18反射的光線，可以由棱鏡44反射出系統(tǒng)10。
雖然本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)一有限數(shù)量的具體實(shí)施例被詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域的熟練人7員將從中意識(shí)到多種更改和變換。如下附加的權(quán)利要求涵蓋了本發(fā)明的真正精神和范圍的所有這些更改和變化。
權(quán)利要求
1.一種相位光柵，包括一包括一基底的底板組件；和一密封在所述的底板組件上的頂板組件，所述頂板組件包括一透明蓋和至少一個(gè)固定在所述蓋上的帶狀反射器，帶狀反射器朝向或遠(yuǎn)離所述底板組件彈性偏轉(zhuǎn)。
2.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述光柵包括多個(gè)帶狀反射器。
3.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述基底為硅模。
4.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述頂板組件包括一接觸所述帶狀反射器的臺(tái)階部。
5.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述頂板組件和底板組件以可解除的連接方式耦合。
6.權(quán)利要求5的光柵，其特征在于，所述可解除的連接為夾緊連接。
7.權(quán)利要求4的光柵，其特征在于，所述臺(tái)階部與所述頂板組件成一整體。
8.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述頂板組件可以從所述底板組件移開。
9.權(quán)利要求1的光柵，其特征在于，所述基底是一集成電路。
10.一種顯示裝置，包括一相位光柵，包括具有一基底的一底板組件和密封在所述底板組件上的一頂板組件，所述頂板組件包括一透明蓋和至少一個(gè)固定在所述蓋上的帶狀反射器，帶狀反射器朝向或遠(yuǎn)離所述底板組件彈性偏轉(zhuǎn)；和一用來照明所述光柵的光源。
11.權(quán)利要求10的顯示裝置，其特征在于，包括一光學(xué)系統(tǒng)。
12.權(quán)利要求11的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置是一投影顯示裝置。
13.權(quán)利要求12的顯示裝置，其特征在于，包括一使光線從光源反射到所述光柵的棱鏡。
14.權(quán)利要求12的顯示裝置，其特征在于，包括一顯示屏。
15.一種形成相位光柵的方法，包括形成包括一基底的一底板組件；形成密封在所述底板組件上的一頂板組件，所述頂板組件包括一透明蓋和至少一個(gè)固定在所述蓋上的帶狀反射器，帶狀反射器朝向或遠(yuǎn)離所述底板組件彈性偏轉(zhuǎn)；和可解除地連接所述底板組件和頂板組件。
16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，包括使用所述相位光柵擴(kuò)大顯示圖象。
17.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，包括將所述底板組件夾緊到所述頂板組件上。
18.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，包括使用一在頂板組件上的臺(tái)階部來把所述頂板組件與所述底板組件分隔開。
19.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，包括在所述基底內(nèi)限定一集成電路。
20.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，包括通過在所述基底產(chǎn)生一引力來偏轉(zhuǎn)所述帶狀反射器。
全文摘要
一種微機(jī)械反射相位光柵，可以由象彈簧一樣的帶狀反射器組成，這些反射器固定在位于例如一硅基底的基底上的透明蓋上。帶狀反射器相對(duì)于硅基底獨(dú)立地形成。如果在相位光柵和多個(gè)帶狀反射器中發(fā)生損害，頂板組件能夠在不犧牲相對(duì)昂貴的硅基底的情況下返工或放棄。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1441920SQ01812517
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2001年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月10日
發(fā)明者D·鐘 申請(qǐng)人:英特爾公司